Alleden genopladelige arbejdslampe, bærbar campinglampeogmultifunktionel pandelampebrug LED-pæretypen. For at forstå princippet om diode led, først at forstå den grundlæggende viden om halvledere. De ledende egenskaber af halvledermaterialer er mellem ledere og isolatorer. Dens unikke egenskaber er: når halvlederen stimuleres af eksterne lys- og varmeforhold, vil dens ledningsevne ændre sig betydeligt; Tilføjelse af små mængder urenheder til en ren halvleder øger dens evne til at lede elektricitet markant. Silicium (Si) og germanium (Ge) er de mest almindeligt anvendte halvledere i moderne elektronik, og deres ydre elektroner er fire. Når silicium- eller germaniumatomer danner en krystal, interagerer naboatomer med hinanden, så de ydre elektroner bliver delt af de to atomer, som danner den kovalente bindingsstruktur i krystallen, som er en molekylær struktur med ringe begrænsningsevne. Ved stuetemperatur (300K) vil termisk excitation få nogle ydre elektroner til at få nok energi til at bryde væk fra den kovalente binding og blive til frie elektroner, denne proces kaldes intrinsic excitation. Efter at elektronen er ubundet til at blive en fri elektron, efterlades en ledig plads i den kovalente binding. Denne ledige stilling kaldes et hul. Udseendet af et hul er en vigtig egenskab, der adskiller en halvleder fra en leder.
Når en lille mængde pentavalent urenhed såsom fosfor tilsættes til den iboende halvleder, vil den have en ekstra elektron efter at have dannet en kovalent binding med andre halvlederatomer. Denne ekstra elektron behøver kun meget lille energi for at slippe af med bindingen og blive en fri elektron. Denne form for urenhedshalvleder kaldes elektronisk halvleder (N-type halvleder). Men tilsætning af en lille mængde trivalente elementære urenheder (såsom bor osv.) til den iboende halvleder, fordi den kun har tre elektroner i det ydre lag, vil efter at have dannet en kovalent binding med de omgivende halvlederatomer skabe en tomhed i krystallen. Denne form for urenhedshalvleder kaldes hulhalvleder (P-type halvleder). Når N-type og P-type halvledere kombineres, er der en forskel i koncentrationen af frie elektroner og huller ved deres kryds. Både elektroner og huller spredes mod den lavere koncentration og efterlader ladede, men ubevægelige ioner, der ødelægger den oprindelige elektriske neutralitet af N-type og P-type regionerne. Disse ubevægelige ladede partikler kaldes ofte rumladninger, og de er koncentreret nær grænsefladen af N- og P-regionerne for at danne et meget tyndt område af rumladning, som er kendt som PN-krydset.
Når en fremadrettet biasspænding påføres begge ender af PN-forbindelsen (positiv spænding til den ene side af P-typen), bevæger hullerne og de frie elektroner sig rundt om hinanden, hvilket skaber et internt elektrisk felt. De nyinjicerede huller rekombinerer derefter med de frie elektroner og frigiver nogle gange overskydende energi i form af fotoner, som er det lys, vi ser udsendt af lysdioder. Et sådant spektrum er relativt smalt, og da hvert materiale har et forskelligt båndgab, er bølgelængderne af udsendte fotoner forskellige, så farverne på lysdioder bestemmes af de anvendte grundmaterialer.
Indlægstid: 12. maj 2023